第二章晶体结构与常见晶体结构类型
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小结第二章晶体与晶体结构内容:金属的晶体结构:合金的晶体结构实际金属的晶体结构第一节金属的晶体结构晶体与非晶体1. 晶体:指原子呈规则、周期性排列的固体。
常态下金属主要以晶体形式存在。
晶体具有各向异性。
非晶体:原子呈无规则堆积,和液体相似,亦称为“过冷液体”或“无定形体”。
在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。
2. 区别(a)是否具有周期性、对称性(b)是否长程有序(c)是否有确定的熔点(d)是否各向异性3金属的晶体结构晶体结构描述了晶体中原子(离子、分子)的排列方式。
1)理想晶体——实际晶体的理想化·三维空间无限延续,无边界·严格按周期性规划排列,是完整的、无缺陷。
·原子在其平衡位置静止不动2)理想晶体的晶体学抽象(晶体)空间规则排列的原子→刚球模型→晶格(刚球抽象为晶格结点,构成空间格架)→晶胞(具有周期性最小组成单元)。
晶体学参数:a,b,c,α,β,γ晶格常数:a,b,c晶系:根据晶胞参数不同,将晶体分为七种晶系。
90%以上的金属具有立方晶系和六方晶系。
立方晶系:a=b=c,α=β=γ=90︒六方晶系:a1=a2=a3≠ c, α=β=90︒, γ=120︒原子半径:晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距的一半。
晶胞原子数:一个晶胞内所包含的原子数目。
配位数:晶格中与任一原子距离最近且相等的原子数目。
致密度:晶胞中原子本身所占的体积百分数。
二.常见的金属晶格晶胞晶体学参数原子半径晶胞原子数配位数致密度2 8 68% BCC a=b=c,α=β=γ=90oFCC a=b=c, α=4 12 74%β=γ=900HCP a=b c,a/2 6 12 74% c/a=1.633, α=β=90o, γ=120o第二节实际金属的晶体结构理想晶体+晶体缺陷——实际晶体实际晶体——单晶体和多晶体单晶体:内部晶格位向完全一致,各向同性。
多晶体:由许多位向各不相同的单晶体块组成,各向异性。
第2章晶体结构提纲:2.1 晶体学基础2.2 金属的晶体结构2.3 合金相结构2.4 离子晶体结构2.5 共价晶体结构2.6 聚合物的晶态结构2.7 非晶态结构学习要求:掌握晶体学基础及典型晶体的晶体结构,了解复杂晶体(包括合金相结构、离子晶体结构,共价晶体的结构,聚合物的晶态结构特点)、准晶态结构、液晶结构和非晶态结构。
1.晶体学基础(包括空间点阵概念、分类以及它与晶体结构的关系;晶胞的划分,晶向指数、晶面指数、六方晶系指数、晶带和晶带定律、晶面间距的确定、极射投影);2.三种典型金属晶体结构(晶胞中的原子数、点阵常数与原子半径、配位数与致密度、堆垛方式、间隙类型与大小);3.合金相结构(固溶体、中间相的概念、分类与特征);4.离子晶体的结构规则及典型晶体结构(AB、AB2、硅酸盐);5、共价晶的结构规则及典型晶体结构体(金刚石)6、聚合物的晶态结构、准晶态结构、液晶结构和非晶态结构。
重点内容1.选取晶胞的原则;Ⅰ) 选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性;Ⅱ)平行六面体内的棱和角相等的数目应最多;Ⅲ)当平行六面体的棱角存在直角时,直角的数目应最多;Ⅳ)在满足上条件,晶胞应具有最小的体积。
2.7个晶系,14种布拉菲空间点阵的特征;(1)简单三斜(2)简单单斜底心单斜(3)简单正交底心正交体心正交面心正交(4)简单六方(5)简单四方体心四方(6)简单菱方(7)简单立方体心立方面心立方3.晶向指数与晶面指数的标注,包括六方体系,重要晶向和晶面需要记忆。
4.晶向指数,晶面指数,晶向族,晶面族,晶带轴,共带面,晶面间距5.8种,即1,2,3,4,6,i,m,。
或C1,C2,C3,C4,C6 ,C i,C s,S4。
微观对称元素6.极射投影与Wulff网;标hkl直角坐系d4⎧⎨⎩微观11213215243滑动面 a,b,c,n,d螺旋轴 2;3,3;4,4,4;6,6,6,6,67.三种典型金属晶体结构的晶体学特点;在金属晶体结构中,最常见的是面心立方(fcc)、体心立方(bcc)和密排六方(hcp)三种典型结构,其中fcc和hcp系密排结构,具有最高的致密度和配位数。